ADN 단일 추진제 추력기를 위한 고내열성 촉매 연구 및 성능 평가

Abstract

우주기술 분야에서는 하이드라진을 대체하기 위한 고성능 친환경 추진제를 개발하는 노력이 꾸준히 있었다. 연구의 결과로 이온성 액체 산화제인 ADN, HAN 을 기반으로 한 LMP-103S, AF-M315E 등이 개발 되었으며, LMP-103S의 경우 2010년 PRISMA 위성을 통한 실제 환경에서 성능 검증이 성공하면서 주목을 받고 있다. 그러나 이런 고성능 친환경 단일추진제는 기존에 사용되던 연료들에 비해 높은 단열 분해온도(>1600 ℃)를 가진다는 단점이 있다. 이로 인해 추력기의 다양한 부품들이 문제를 지니지만, 그 중에서도 점화를 담당하는 촉매의 경우, 기존에 사용하던 알루미나 촉매 지지체가 1000 ℃ ~ 1200 ℃ 사이에서 급격하게 비표면적이 줄어들어 촉매로 사용하기 적합하지 않다는 문제가 있다. 때문에, 본 연구에서는 기존 촉매 지지체를 대체하기 위해 고온에서도 높은 비표면적을 가지기 위한 다양한 방법들을 수행하여 보도록 한다. 이후, 열처리 및 평가를 통해 선정된 촉매에 대해서 5 N 급 ADN 추력기를 이용해 열처리보다 가혹한 환경인 실제 연소환경에서의 내열성과 촉매 활성물질과의 다양한 특성 등을 연구하고자 하였다. 이를 통해, 높은 내열성이 가지는 촉매를 제시하여 고성능 친환경 단일추진제를 이용한 추력기의 성능 및 내구성을 높이는 것이 가능할 것이다.